十年磨一劍華裔教授Nature子刊挑戰經典學說

　　作為人體的一個重要組成部分，肌動蛋白是真核細胞中含量最為豐富，高度保守的蛋白之一。七十年前，這種蛋白首次在肌肉細胞中被發現，經過多年研究，科學家們已經確證了肌動蛋白相關經典理論：這是一種能相互連接的細胞質蛋白，形成的纖維對于肌肉收縮具有關鍵的作用。

　　但在新研究中，科學家們發現了細胞核中的肌動蛋白，這帶來的驚喜。一篇公布在Nature Structural & Molecular Biology雜志上的文章，發現肌動蛋白具有全新的，基礎性的核功能，而且更為令研究人員感到驚訝的是，肌動蛋白是以單分子的形式完成其功能，而不是以聚合的形式。

　　文章的通訊作者是華裔學者沈雪同（Xuetong "Snow" Shen，音譯），其研究組在過去的幾十年里，一直在努力的弄清楚肌動蛋白在細胞核中的作用。這位德州大學MD安德森癌癥中心的研究人員一直沉醉于神秘的核肌動蛋白，他與來自科羅拉多州立大學（Colorado State University）的研究人員合作，開發出了一個獨特的模型系統，能通過分析包含肌動蛋白INO80染色質重塑復合物，弄清楚肌動蛋白在細胞核中的功。

　　在2000年，沈博士曾在美國國立衛生研究院Carl Wu實驗室從事博士后研究工作，當時他發現肌動蛋白是INO80復合物的一個組成部分，之后又有越來越多的證據表明細胞核確實需要肌動蛋白。然而，肌動蛋白在細胞核中的作用依然是一個未解之謎，因為科學家們缺乏清晰的實驗系統。

　　“我們的模型系統為深入了解細胞核肌動蛋白的功能打開了一扇窗，這種蛋白參與了基因表達調控，基因組的穩定性，以及最終的癌癥，”沈博士表示。

　　單體肌動蛋白在細胞核中的作用

　　酵母只有一個單一的肌動蛋白基因，因此研究人員認為分析INO80在酵母細胞中的作用，將有助于直接分析這種蛋白在細胞核中的作用。相反，哺乳動物至少有六種形式的肌動蛋白，這些蛋白由不同的基因編碼，因此要研究這些蛋白更加困難。

　　研究人員利用遺傳和生化的方法，分別評估了肌動蛋白在INO80復合物中的作用。 INO80復合物在細胞核中的正常功能是促進染色質的重排，令包裝蛋白和DNA組合形成染色體，調控許多不同基因的表達。

　　研究人員發現，肌動蛋白的一種突變形式會阻止INO80正常行使功能，這表明肌動蛋白參與了染色質重塑過程，而這個過程與癌癥診斷和治療密切相關。

　　在細胞質中，肌動蛋白主要是作為一種聚合物行使功能的，細胞質肌動蛋白是細胞骨架和肌肉收縮的組成成分，對于細胞流動性，包括癌癥轉移等在內也都具有必不可少的作用。INO80復合物內的肌動蛋白的構成方式十分巧妙，無法形成復合物，而是作為單體與染色質相互作用。

　　“我們的這項研究挑戰了經典學說——肌動蛋白以聚合物形式行使功能，揭示了一個全新的肌動蛋白基礎性作用，”沈博士表示。

　　古老復合物的新發現

　　肌動蛋白，與INO80其他幾種組成元件甚至在人類細胞中都是高度保守的，因此這種機制可能代表著肌動蛋白一個古老的基礎性作用。

　　這一研究小組發現了核肌動蛋白與染色質相互作用的確切機制，下一步他們希望能將這一成果延伸到人類細胞上，確定核肌動蛋白參與癌癥的可能方式。

　　染色質對于基因活性和抑制之間的微妙關系，具有重要意義，沈博士表示，“破壞這種作用，可能會導致癌癥，并且核肌動蛋白是否在這個過程中起作用，還有待觀察。”